JP2018197544A - Planetary gear system and air turbine starter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遊星ギアシステムおよびエアタービンスタータに関する。 The present invention relates to a planetary gear system and an air turbine starter.
モータまたはエンジンなどの駆動機構は、回転可能な出力シャフトなどの機構出力で駆動運動を生成することができる。出力シャフトは、たとえば、出力シャフトに接続された回転可能な駆動シャフトを介して別の機器に回転運動を与えることができる。回転運動を受ける機器は、駆動回転運動をエネルギ源として利用して動作することができる。一例の構成では、燃焼タービンエンジンとしても知られるガスタービンエンジンは、多数のタービンブレードに向けてエンジンを通過する燃焼ガスの流れからエネルギを抽出する回転エンジンである。ガスタービンエンジンは、回転運動の少なくとも一部をアクセサリギアボックスなどの回転機器に与えることができ、回転運動は、多数の異なるアクセサリに動力を供給するために利用される。アクセサリには、発電機、スタータ/発電機、永久磁石オルタネータ(PMA)または永久磁石発電機(PMG)、燃料ポンプ、および油圧ポンプを挙げることができる。 A drive mechanism such as a motor or engine can generate drive motion with a mechanism output such as a rotatable output shaft. The output shaft can provide rotational motion to another device, for example, via a rotatable drive shaft connected to the output shaft. A device that receives a rotational motion can operate using the rotational rotational motion as an energy source. In one example configuration, a gas turbine engine, also known as a combustion turbine engine, is a rotary engine that extracts energy from a flow of combustion gas passing through the engine toward a number of turbine blades. A gas turbine engine can provide at least a portion of the rotational motion to a rotating device, such as an accessory gearbox, that is utilized to power a number of different accessories. Accessories can include generators, starters / generators, permanent magnet alternators (PMA) or permanent magnet generators (PMG), fuel pumps, and hydraulic pumps.
遊星ギアシステムは、スタータのギアトレインをコンパクトなプロファイルエンベロープ内に嵌め込むことによって、スタータを含む1つまたは複数のアクセサリを駆動するために利用することができる。遊星ギアシステムは、入力ギアと出力ギアとの間に噛合する1つまたは複数の遊星ギアを含み、遊星ギアは、自軸の周りを回転し、ギアトレインの別の軸の周りを公転するように設計される。 A planetary gear system can be utilized to drive one or more accessories including a starter by fitting the starter gear train within a compact profile envelope. The planetary gear system includes one or more planetary gears that mesh between an input gear and an output gear, the planetary gears rotating about their own axis and revolving around another axis of the gear train. Designed to.
一態様では、本開示は、入口、出口、および前記入口と前記出口との間に延びてガス流を通すための流路を画定するハウジングを備える、エンジン用エアタービンスタータに関する。タービン部材は、前記ハウジング内に軸支されて前記流路内に配置され、機械的動力を前記ガス流から回転可能に抽出し、タービン出力シャフトを有する。遊星ギアシステムは、前記タービン出力シャフトと駆動結合され、太陽ギアと、前記ハウジングに取り付けられたリングギアと、前記太陽ギアと前記リングギアを動作可能に結合し、前記太陽ギアは、前記タービン出力シャフトに結合される一組の遊星ギアとを含み、駆動シャフトは、前記エンジンに動作可能に結合されて共に回転するように構成され、前記遊星ギアシステムは、トルクを前記タービン出力シャフトから前記駆動シャフトに伝達し、前記リングギアは、前記リングギアと前記一組の遊星ギアとの間のインターフェース間で負荷を分配するように構成された可撓性リングギアを備える。 In one aspect, the present disclosure is directed to an engine air turbine starter comprising an inlet, an outlet, and a housing extending between the inlet and the outlet to define a flow path for passing a gas flow. A turbine member is pivotally supported in the housing and disposed in the flow path, and mechanically extracts mechanical power from the gas flow and has a turbine output shaft. A planetary gear system is drivingly coupled to the turbine output shaft and operably couples a sun gear, a ring gear attached to the housing, the sun gear and the ring gear, the sun gear being coupled to the turbine output. A set of planetary gears coupled to the shaft, wherein the drive shaft is operably coupled to the engine and configured to rotate together, the planetary gear system configured to transmit torque from the turbine output shaft to the drive Transmitting to a shaft, the ring gear comprises a flexible ring gear configured to distribute a load between interfaces between the ring gear and the set of planetary gears.
別の態様では、本開示は、太陽ギアと、前記太陽ギアと噛合するように構成された一組の遊星ギアと、前記一組の遊星ギアと噛合するように構成されたギア面を画定する半径方向内側部分および半径方向外側部分を含む可撓性リングギアであって、前記半径方向内側部分は、一組のスロットを介して前記半径方向外側部分から離間され、前記可撓性リングギアは、前記一組のスロットの間に位置して前記半径方向内側部分と前記半径方向外側部分を結合する一組のブリッジを含む可撓性リングギアとを備え、前記一組のブリッジの少なくとも1つのブリッジは、前記一組の遊星ギアの少なくとも1つからの負荷により歪曲するように構成される、遊星ギアシステムに関する。 In another aspect, the present disclosure defines a sun gear, a set of planetary gears configured to mesh with the sun gear, and a gear surface configured to mesh with the set of planetary gears. A flexible ring gear including a radially inner portion and a radially outer portion, wherein the radially inner portion is spaced from the radially outer portion via a set of slots, the flexible ring gear being A flexible ring gear including a set of bridges located between the set of slots and connecting the radially inner portion and the radially outer portion, wherein at least one of the set of bridges The bridge relates to a planetary gear system configured to be distorted by a load from at least one of the set of planetary gears.
さらに別の態様では、本開示は、入力に動作可能に結合された太陽ギアと、前記太陽ギアと噛合するように構成された一組の遊星ギアと、出力に動作可能に結合され、前記一組の遊星ギアと噛合するように構成されたギア面を画定する半径方向内側部分および半径方向外側部分を含む可撓性リングギアであって、前記半径方向内側部分は、前記半径方向外側部分から突出したカンチレバーを備え、前記カンチレバーを形成する前記半径方向内側部分の少なくとも一部は、前記一組の遊星ギアの少なくとも1つの遊星ギアの移動による偏心を撓むことで吸収するように構成される可撓性リングギアとを備える、遊星ギアシステムに関する。 In yet another aspect, the present disclosure includes a sun gear operably coupled to an input, a set of planetary gears configured to mesh with the sun gear, and an output operably coupled to the one A flexible ring gear including a radially inner portion and a radially outer portion defining a gear surface configured to mesh with a set of planetary gears, wherein the radially inner portion is from the radially outer portion. A protruding cantilever is provided, and at least a portion of the radially inner portion forming the cantilever is configured to absorb eccentricity due to movement of at least one planetary gear of the set of planetary gears by bending. The present invention relates to a planetary gear system including a flexible ring gear.
本開示は、回転機器、具体的にはタービンエンジンのスタータ用回転シャフトに結合された遊星ギアシステムと結合された回転シャフトの形態で運動を生成する駆動機構に関する。遊星ギアシステムの入力ギアと出力ギアとの間のインターフェースでギア負荷を対称的にすることが望ましい。本明細書に記載の例は、遊星ギアシステムを有するタービンエンジンおよびスタータの適用を対象としているが、本開示は、遊星ギアシステムを含む任意の実装形態に適用することができる。 The present disclosure relates to a drive mechanism that generates motion in the form of a rotating shaft coupled to a rotating device, specifically a planetary gear system coupled to a rotating shaft for a starter of a turbine engine. It is desirable to make the gear load symmetrical at the interface between the input gear and the output gear of the planetary gear system. Although the examples described herein are directed to the application of turbine engines and starters having a planetary gear system, the present disclosure can be applied to any implementation that includes a planetary gear system.
方向についてのあらゆる言及(たとえば、半径方向、上部、下部、上方、下方、左、右、横、前、後ろ、最上部、最下部、上、下、垂直、水平、時計方向、反時計方向)は、あくまでも読み手による本開示の理解を助けるための識別の目的で使用されているにすぎず、とりわけ本開示の位置、向き、および使用に関して、限定を生じさせるものではない。接続についての言及(たとえば、取り付けられる、結合される、接続される、および接合される)は、広く解釈されるべきであり、別段の指示がない限り、1群の要素間の中間部材および要素間の相対移動を含むことができる。したがって、接続についての言及は、必ずしも2つの要素が直接的に接続されて互いに固定された関係にあることを意味しない。例示される図面は、あくまでも説明を目的とするものであり、添付の図面に反映される寸法、位置、順序および相対サイズは、様々に変更可能である。 Any reference to direction (eg, radial, top, bottom, top, bottom, left, right, side, front, back, top, bottom, top, bottom, vertical, horizontal, clockwise, counterclockwise) Are merely used for identification purposes to assist the reader in understanding the present disclosure, and are not particularly limiting regarding the location, orientation, and use of the present disclosure. References to connections (eg, attached, coupled, connected, and joined) are to be interpreted broadly and unless otherwise indicated, intermediate members and elements between a group of elements Relative movement between can be included. Thus, reference to a connection does not necessarily mean that the two elements are directly connected and in a fixed relationship to each other. The drawings illustrated are for illustrative purposes only, and the dimensions, positions, order, and relative sizes reflected in the accompanying drawings can be variously changed.
本明細書で使用する場合、「前方」または「上流」という用語は、エンジン入口に向かう方向の移動、または別の構成要素と比較してエンジン入口に相対的に近い構成要素を示す。「後方」または「下流」という用語は、エンジン中心線に対してエンジンの後部または出口に向かう方向を示す。さらに、本明細書で使用する場合、「半径方向の」または「半径方向に」という用語は、エンジンの中心長手方向軸線とエンジン外周との間に延びる寸法を示す。さらに、「一組の」は、ただ1つの要素を含む、それぞれ記載された要素の任意の数を含むことができることをさらに理解されたい。 As used herein, the term “forward” or “upstream” refers to movement in a direction toward the engine inlet, or a component that is relatively close to the engine inlet as compared to another component. The term “rear” or “downstream” refers to the direction toward the rear or outlet of the engine relative to the engine centerline. Further, as used herein, the term “radial” or “radially” refers to a dimension extending between the central longitudinal axis of the engine and the engine perimeter. Further, it should be further understood that a “set” can include any number of each described element, including only one element.
図1を参照すると、スタータモータまたはエアタービンスタータ10は、トランスミッションハウジングとしても知られるアクセサリギアボックス(AGB)12に結合され、共にガスタービンエンジンなどのタービンエンジン14に取り付けられて概略的に示されている。このアセンブリは、一般に一体型スタータ/発電機ギアボックス(ISGB)と呼ばれる。タービンエンジン14は、空気を高圧圧縮領域18に供給するファン16を有する空気取入口を備える。ファン16を有する空気取入口および高圧圧縮領域は、燃焼の上流のタービンエンジン14の「低温セクション」として集合的に知られる。高圧圧縮領域18は、燃焼チャンバ20に高圧空気を供給する。燃焼チャンバでは、高圧空気が燃料と混合されて燃焼される。高温の加圧燃焼ガスは、高圧タービン領域22および低圧タービン領域24を通過し、その後タービンエンジン14から排気される。加圧ガスが高圧タービン領域22の高圧タービン(図示せず)および低圧タービン領域24の低圧タービン(図示せず)を通過するとき、タービンがタービンエンジン14を通過するガスの流れから回転エネルギを抽出する。高圧タービン領域22の高圧タービンは、シャフトにより高圧圧縮領域18の圧縮機構(図示せず)に結合することができ、それにより圧縮機構に動力を供給する。低圧タービンは、シャフトにより空気取入口のファン16に結合することができ、それによりファン16に動力を供給する。 Referring to FIG. 1, a starter motor or air turbine starter 10 is schematically shown coupled to an accessory gearbox (AGB) 12, also known as a transmission housing, both mounted to a turbine engine 14, such as a gas turbine engine. ing. This assembly is commonly referred to as an integrated starter / generator gearbox (ISGB). The turbine engine 14 includes an air intake having a fan 16 that supplies air to the high pressure compression region 18. The air intake with the fan 16 and the high pressure compression region are collectively known as the “cold section” of the turbine engine 14 upstream of combustion. The high pressure compression region 18 supplies high pressure air to the combustion chamber 20. In the combustion chamber, high pressure air is mixed with fuel and burned. The hot pressurized combustion gas passes through the high pressure turbine region 22 and the low pressure turbine region 24 and is then exhausted from the turbine engine 14. As the pressurized gas passes through a high pressure turbine (not shown) in the high pressure turbine region 22 and a low pressure turbine (not shown) in the low pressure turbine region 24, the turbine extracts rotational energy from the gas stream passing through the turbine engine 14. To do. The high pressure turbine in the high pressure turbine region 22 can be coupled by a shaft to a compression mechanism (not shown) in the high pressure compression region 18 thereby providing power to the compression mechanism. The low pressure turbine may be coupled to the air intake fan 16 by a shaft, thereby providing power to the fan 16.
タービンエンジンは、最新の民間航空および軍用航空で一般に使用される、General Electric GEnxまたはCF6シリーズのエンジンなどのターボファンエンジンであってもよく、またはターボプロップまたはターボシャフトなどの様々な他の既知のタービンエンジンであってもよい。タービンエンジンはまた、排気ガスの速度を増加させてそれにより推力を増大させるために、低圧タービン領域24の下流で追加の量の燃料を燃焼させるアフターバーナを有してもよい。 The turbine engine may be a turbofan engine, such as the General Electric GEnx or CF6 series engines commonly used in modern civil and military aviation, or various other known such as turboprops or turboshafts. It may be a turbine engine. The turbine engine may also have an afterburner that burns an additional amount of fuel downstream of the low pressure turbine region 24 to increase exhaust gas velocity and thereby increase thrust.
AGB12は、機械的動力テークオフ26により高圧または低圧タービン領域22、24のいずれかでタービンエンジン14に結合される。機械的動力テークオフ26は、複数のギアと、AGB12をタービンエンジン14に機械的に結合するための手段とを含む。通常動作状態では、動力テークオフ26は、タービンエンジン14からの動力をAGB12に変換し、たとえば、限定はしないが、燃料ポンプ、電気システム、およびキャビン環境制御装置などの航空機のアクセサリに動力を供給する。エアタービンスタータ10は、ファン16を含む空気取入口領域または高圧圧縮領域18の近傍のコアのいずれかの外側に取り付けることができる。 AGB 12 is coupled to turbine engine 14 in either high or low pressure turbine regions 22, 24 by mechanical power take-off 26. Mechanical power take-off 26 includes a plurality of gears and means for mechanically coupling AGB 12 to turbine engine 14. In normal operating conditions, power take-off 26 converts power from turbine engine 14 to AGB 12 and powers aircraft accessories such as, but not limited to, fuel pumps, electrical systems, and cabin environmental controls. . The air turbine starter 10 may be mounted outside either the air intake area including the fan 16 or the core near the high pressure compression area 18.
次に図2を参照すると、AGB12に取り付けることができるエアタービンスタータ10がより詳細に示されている。一般に、エアタービンスタータ10は、入口32、出口34、および入口32と出口34との間に延びてガス流を通すための流路36を画定するハウジング30を含む。1つの非限定的な例では、ガスは、空気であり、地上動作空気カート、補助動力装置、または既に動作中のエンジンからのクロスブリードスタートのいずれかによって供給される。エアタービンスタータ10は、ハウジング30内に軸支されて流路36内に配置され、機械的動力を流路36に沿ってガス流から回転可能に抽出するタービン部材38を含む。ギアボックス42は、ハウジング30内に取り付けられる。さらに、ギアボックス42内に配置されてタービン部材38に駆動結合されたギアトレイン40は、回転させることができる。 Referring now to FIG. 2, the air turbine starter 10 that can be attached to the AGB 12 is shown in more detail. In general, the air turbine starter 10 includes a housing 30 that defines an inlet 32, an outlet 34, and a flow path 36 extending between the inlet 32 and the outlet 34 for passing a gas flow. In one non-limiting example, the gas is air and is supplied either by a ground working air cart, an auxiliary power unit, or a cross bleed start from an already running engine. The air turbine starter 10 includes a turbine member 38 that is pivotally supported in the housing 30 and disposed in the flow path 36, and mechanically extracts mechanical power along the flow path 36 from the gas flow. The gear box 42 is mounted in the housing 30. Further, the gear train 40 disposed in the gear box 42 and drivingly coupled to the turbine member 38 can be rotated.
ギアトレイン40は、リングギア46と、太陽ギア70の周りに回転可能な一組の遊星ギア48とを有する遊星ギアシステム44を含む。タービンシャフト50は、タービン部材38へとギアトレイン40の太陽ギア70に結合し、機械的動力をギアトレイン40に伝達することができる。タービンシャフト50は、ギアトレイン40に結合され、一対のタービン軸受52によって回転可能に支持される。ギアトレイン40は、一対のキャリア軸受53によって支持される。ギアボックス内部54は、ギアトレイン40、リングギア46、および軸受52、53などの内部に収容された機械部品の潤滑および冷却を行うために、限定はしないが、グリースまたはオイルを含む潤滑剤を含むことができる。 The gear train 40 includes a planetary gear system 44 having a ring gear 46 and a set of planetary gears 48 that can rotate about a sun gear 70. The turbine shaft 50 is coupled to the sun gear 70 of the gear train 40 to the turbine member 38 and can transmit mechanical power to the gear train 40. The turbine shaft 50 is coupled to the gear train 40 and is rotatably supported by a pair of turbine bearings 52. The gear train 40 is supported by a pair of carrier bearings 53. The gear box interior 54 includes a lubricant, including but not limited to grease or oil, to lubricate and cool machine components contained within the gear train 40, ring gear 46, and bearings 52, 53, and the like. Can be included.
ギアボックス42には、タービンシャフト50が通って太陽ギア70に接続する開口56があり、これにより遊星ギア48を回転させ、遊星ギア48はリングギア46を押して遊星アーム57を回転させる。遊星アーム57は、遊星ギアシステム44をキャリアシャフト58を介して駆動シャフト64に結合する。キャリアシャフト58は、一対の離間した軸受62によって取り付けられ支持されるクラッチ60を通過する。駆動シャフト64は、ギアボックス42から延びてクラッチ60に結合され、さらに一対の離間した軸受62によって支持される。駆動シャフト64は、ギアトレイン40によって駆動され、非限定的な例として、出力シャフト65を介してAGB12に結合され、それにより始動動作中に駆動シャフト64が駆動運動をAGB12に供給する。 The gear box 42 has an opening 56 through which the turbine shaft 50 connects to the sun gear 70, thereby rotating the planetary gear 48, which pushes the ring gear 46 and rotates the planetary arm 57. The planetary arm 57 couples the planetary gear system 44 to the drive shaft 64 via the carrier shaft 58. The carrier shaft 58 passes through a clutch 60 that is attached and supported by a pair of spaced bearings 62. The drive shaft 64 extends from the gear box 42 and is coupled to the clutch 60 and is supported by a pair of spaced bearings 62. Drive shaft 64 is driven by gear train 40 and, as a non-limiting example, is coupled to AGB 12 via output shaft 65 so that drive shaft 64 provides drive motion to AGB 12 during a starting operation.
クラッチ60は、タービンシャフト50、キャリアシャフト58、および駆動シャフト64を備える単一の回転可能なシャフト66を形成する任意のタイプのシャフトインターフェース部分とすることができる。シャフトインターフェース部分は、限定はしないが、ギア、スプライン、クラッチ機構、またはそれらの組合せを含む任意の既知の結合方法によるものとすることができる。シャフトインターフェース部分の一例は、General Electricの米国特許第4,281,942号に開示されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。 The clutch 60 can be any type of shaft interface portion that forms a single rotatable shaft 66 comprising a turbine shaft 50, a carrier shaft 58, and a drive shaft 64. The shaft interface portion can be by any known coupling method, including but not limited to gears, splines, clutch mechanisms, or combinations thereof. An example of a shaft interface portion is disclosed in General Electric US Pat. No. 4,281,942, which is incorporated herein by reference in its entirety.
スタータ10は、限定はしないが、アルミニウム、ステンレス鋼、鉄、またはチタンなどの高強度軽量金属のダイカストを含む任意の既知の材料および方法によって形成することができる。ハウジング30およびギアボックス42は、エアタービンスタータ10、したがって航空機に不必要な重量を加えることなく、適切な機械的剛性を提供するのに十分な厚さで形成することができる。 The starter 10 can be formed by any known material and method including, but not limited to, die-casting of high strength lightweight metals such as aluminum, stainless steel, iron, or titanium. The housing 30 and gear box 42 can be formed with a thickness sufficient to provide adequate mechanical rigidity without adding unnecessary weight to the air turbine starter 10 and thus the aircraft.
回転可能なシャフト66は、限定はしないが、アルミニウム、鉄、ニッケル、クロム、チタン、タングステン、バナジウム、またはモリブデンを含むものなどの高強度金属合金の押出または機械加工を含む任意の既知の材料および方法によって構成することができる。タービンシャフト50、キャリアシャフト58、および駆動シャフト64の直径は、固定されてもよく、または回転可能なシャフト66の長さに沿って変更してもよい。直径は、ロータとステータの間隔だけでなく、異なるサイズにも対応するように変更することができる。 The rotatable shaft 66 can be any known material including, but not limited to, extrusion or machining of high strength metal alloys such as those including aluminum, iron, nickel, chromium, titanium, tungsten, vanadium, or molybdenum. It can be configured by a method. The diameters of turbine shaft 50, carrier shaft 58, and drive shaft 64 may be fixed or may vary along the length of rotatable shaft 66. The diameter can be varied to accommodate not only the spacing between the rotor and stator, but also different sizes.
本明細書に記載のように、流路36に沿って供給される空気は、タービン部材38を回転させて回転シャフト50、58、64の回転を駆動する。したがって、始動動作中、スタータ10は、回転シャフト50、58、64の回転を介してタービンエンジン14の駆動機構とすることができる。この後、クラッチ60が残りの回転シャフト50、58、64の回転を防止することができるので、エンジン14は代わりにスタータ10を駆動し、駆動シャフト64のみを駆動する。 As described herein, the air supplied along the flow path 36 rotates the turbine member 38 to drive the rotation of the rotating shafts 50, 58, 64. Therefore, during the starting operation, the starter 10 can be a drive mechanism of the turbine engine 14 through the rotation of the rotary shafts 50, 58 and 64. Thereafter, since the clutch 60 can prevent the remaining rotation shafts 50, 58 and 64 from rotating, the engine 14 drives the starter 10 instead and drives only the drive shaft 64.
上の図で示したものに加えて、多くの他の可能な例および構成が、本開示によって企図される。さらに、AGB12、動力テークオフ26、もしくはスタータ10またはそれらの構成要素のような様々な構成要素の設計および配置は、多くの異なるインライン構成が実現できるように再構成することができる。 Many other possible examples and configurations in addition to those shown in the above figures are contemplated by the present disclosure. Furthermore, the design and arrangement of various components such as AGB 12, power take-off 26, or starter 10 or components thereof can be reconfigured to allow many different in-line configurations.
図3を参照すると、遊星ギアシステム44がより詳細に示されており、太陽ギア70がタービンシャフト50に結合されていることがより明確に分かる。一組の遊星ギア48は、限定はしないが、太陽ギア70を取り囲む3つの遊星ギアとして示されている。内側インターフェース72が形成され、ここで太陽ギア70が一組の遊星ギア48に接触する。太陽ギア70、一組の遊星ギア48、または太陽ギア70と一組の遊星ギア48の両方は、非限定的な例として、ピニオンギアであることが企図される。ピニオンギアは、円形のギアであり、通常、遊星ギアシステム44のギアのうちの最小のものを指すか、または遊星ギアシステム44の駆動ギアとすることができる。非限定的な例として、太陽ギア70は、ピニオンギアとして示されている。 Referring to FIG. 3, the planetary gear system 44 is shown in more detail and it can be seen more clearly that the sun gear 70 is coupled to the turbine shaft 50. The set of planetary gears 48 is shown as three planetary gears surrounding, but not limited to, the sun gear 70. An inner interface 72 is formed where the sun gear 70 contacts a set of planetary gears 48. It is contemplated that the sun gear 70, the set of planetary gears 48, or both the sun gear 70 and the set of planetary gears 48 are pinion gears as non-limiting examples. The pinion gear is a circular gear and typically refers to the smallest of the gears of the planetary gear system 44 or can be the drive gear of the planetary gear system 44. As a non-limiting example, the sun gear 70 is shown as a pinion gear.
リングギア46は、遊星ギア48に外接する。リングギア46は、ギア面78を画定する半径方向内側部分76を含む。外側インターフェース80が形成され、ここで一組の遊星ギア48がリングギア46のギア面78と噛合する。リングギア46は、半径方向外側部分74でギアボックス42内に取り付けられ、それによりリングギア46がスタータ10の静止構成要素となる。 The ring gear 46 circumscribes the planetary gear 48. Ring gear 46 includes a radially inner portion 76 that defines a gear surface 78. An outer interface 80 is formed, where a set of planetary gears 48 mesh with a gear surface 78 of the ring gear 46. The ring gear 46 is mounted in the gear box 42 at the radially outer portion 74 so that the ring gear 46 becomes a stationary component of the starter 10.
本開示の態様によれば、リングギア46は、可撓性リングギア82と考えることができる。より具体的には、一組のスロット84が、リングギア46の半径方向外側および内側部分74、76の間に設けられる。一組のスロット84は各々、リングギア46の半径方向外側部分74に設けられた先端部分88で終端する実質的な円周部分86を含むことができる。8つのスロットを有するものとして示されているが、一組のスロット84は、単一のスロットを含む任意の数のスロットを含むことができ、図3に示す一組のスロット84は、説明のためのものであり、限定することを意味するものではない。 According to aspects of the present disclosure, the ring gear 46 can be considered a flexible ring gear 82. More specifically, a set of slots 84 are provided between the radially outer and inner portions 74, 76 of the ring gear 46. Each set of slots 84 may include a substantially circumferential portion 86 that terminates in a tip portion 88 provided in the radially outer portion 74 of the ring gear 46. Although shown as having eight slots, the set of slots 84 can include any number of slots, including a single slot, and the set of slots 84 shown in FIG. It is for the purpose of, and is not meant to be limiting.
ブリッジ90は、一組のスロット84の2つの間に位置し、リングギア46の半径方向内側部分76から半径方向外側部分74に延びる。ブリッジ90は、線形のブリッジである必要はない。たとえば、屈曲部91をブリッジ90に含めることができる。屈曲部91は、ブリッジ90が半径方向外側部分74に沿って実質的に円周方向に向くところから、ブリッジ90が半径方向内側部分76に接続する実質的に半径方向へと向く場所を画定する。ブリッジ90は、スロット84の数に応じて一組のブリッジに含めることができる。8つのブリッジを有するものとして示されているが、一組のブリッジ90は、より多いまたは少ない数のブリッジを含んでもよい。図3に示す一組のブリッジ90は、説明のためのものであり、限定することを意味するものではない。 The bridge 90 is located between two of the set of slots 84 and extends from the radially inner portion 76 of the ring gear 46 to the radially outer portion 74. Bridge 90 need not be a linear bridge. For example, the bent portion 91 can be included in the bridge 90. The bend 91 defines a location where the bridge 90 connects from the substantially circumferential direction along the radially outer portion 74 to a substantially radially connection where the bridge 90 connects to the radially inner portion 76. . The bridge 90 can be included in a set of bridges depending on the number of slots 84. Although shown as having eight bridges, the set of bridges 90 may include a greater or lesser number of bridges. The set of bridges 90 shown in FIG. 3 are for illustrative purposes and are not meant to be limiting.
一組のバンパ92が、可撓性リングギア82の半径方向外側および内側部分74、76の各々から延びる。一組のバンパは、一組のスロット84内に延びる。第1のバンパ92aは、ブリッジ90が可撓性リングギア82の半径方向外側部分74と接触する第1のスロット84の可撓性リングギア82の半径方向外側部分74から延びる。第2のバンパ92bは、ブリッジ90が可撓性リングギア82の半径方向内側部分76と接触する第2のスロット84の可撓性リングギア82の半径方向内側部分76から延びる。一組のバンパ92のうちの1つのバンパのみが含まれ、外側または内側部分74、76のいずれか1つから延びることができると企図される。一組のバンパ92は、可撓性リングギア82の半径方向外側および内側部分74、76の一方または両方から延びる複数のバンパ92であるとさらに企図される。図3に示す一組のバンパ92は、説明のためのものであり、限定することを意味するものではない。 A set of bumpers 92 extend from each of the radially outer and inner portions 74, 76 of the flexible ring gear 82. A set of bumpers extends into a set of slots 84. The first bumper 92 a extends from the radially outer portion 74 of the flexible ring gear 82 of the first slot 84 where the bridge 90 contacts the radially outer portion 74 of the flexible ring gear 82. The second bumper 92 b extends from the radially inner portion 76 of the flexible ring gear 82 of the second slot 84 where the bridge 90 contacts the radially inner portion 76 of the flexible ring gear 82. It is contemplated that only one bumper of the set of bumpers 92 is included and can extend from either one of the outer or inner portions 74, 76. It is further contemplated that the set of bumpers 92 is a plurality of bumpers 92 extending from one or both of the radially outer and inner portions 74, 76 of the flexible ring gear 82. The set of bumpers 92 shown in FIG. 3 are for illustration purposes and are not meant to be limiting.
遊星ギア48、太陽ギア70、およびリングギア46は、限定はしないが、アルミニウム、鉄、ニッケル、クロム、チタン、タングステン、バナジウム、またはモリブデンを含むものなどの高強度金属合金の押出または機械加工を含む任意の材料および方法によって構成することができる。 Planetary gear 48, sun gear 70, and ring gear 46 are extruded or machined from high strength metal alloys such as, but not limited to, those including aluminum, iron, nickel, chromium, titanium, tungsten, vanadium, or molybdenum. It can be constructed by any materials and methods including.
図4Aは、ブリッジ90およびバンパ92a、92bを含む遊星ギアシステム44の一部の拡大図である。間隙94が、バンパ92a、92bの各々と、可撓性リングギア82の半径方向外側および内側部分74、76との間に形成される。可撓性リングギア82は、可撓性リングギア82と一組の遊星ギア48との間の外側インターフェース80にわたって負荷を分配するように構成される。通常動作状態では、図示のブリッジ90を含む一組のブリッジは、必要に応じて歪曲するように構成される。一組のブリッジ90は、遊星ギア48の同心性の歪みを吸収して、負荷が外側インターフェース80に均等に分配されるようにする。間隙94が開いたままである一方、一組のブリッジ90は歪曲することで、すべての外側インターフェース80において可撓性および負荷の均等な分配をもたらす。半径方向内側部分76は、遊星ギアシステム44の遊星ギア48の少なくとも1つの移動による偏心を撓むことで吸収するように構成される。 FIG. 4A is an enlarged view of a portion of the planetary gear system 44 including the bridge 90 and bumpers 92a, 92b. A gap 94 is formed between each of the bumpers 92a, 92b and the radially outer and inner portions 74, 76 of the flexible ring gear 82. The flexible ring gear 82 is configured to distribute the load across the outer interface 80 between the flexible ring gear 82 and the set of planetary gears 48. In normal operating conditions, a set of bridges including the illustrated bridge 90 is configured to distort as needed. A set of bridges 90 absorb the concentric distortion of the planetary gear 48 so that the load is evenly distributed to the outer interface 80. While the gap 94 remains open, the set of bridges 90 is distorted, resulting in an even distribution of flexibility and load at all outer interfaces 80. The radially inner portion 76 is configured to absorb by deflecting eccentricity due to at least one movement of the planetary gear 48 of the planetary gear system 44.
図4Bを参照すると、異常または過負荷動作状態では、一組のブリッジ90の少なくとも1つは、バンパ92a、92bの少なくとも1つの端部93が可撓性リングギア82の半径方向外側または内側部分74、76と接触する点に歪曲する。図示の例では、ブリッジ90の歪曲時に、両方のバンパ92a、92bが移動して間隙94を閉鎖し、それにより一組のスロット84の少なくとも一部が閉鎖され、円周部分86を先端部分88から分離する。バンパ92a、92bは、ブリッジ90が歪曲する程度を制限し、制御する。バンパ92a、92bおよび対応する間隙94は、通常の動作制限に従って寸法決めされる。通常動作状態には、エンジン14の始動時のトルクおよび速度が含まれる。エアタービンスタータ10の仕様は、最高速度と最大トルクまたはストールトルクを開示している。遊星ギアシステム44は、設置されるエアタービンスタータ10に固有のギアボックス比および入口条件を有することができる。バンパ92a、92bは、ブリッジ90の破損を防止し、遊星ギア48から可撓性リングギア82を通してギアボックス42に負荷を伝達し、可撓性リングギア82への損傷を防止するように機能する。過負荷動作状態では、可撓性リングギア82は、リングギア46の可撓性態様なく負荷が伝達され続けるように、従来のソリッドリングギアのように機能する。 Referring to FIG. 4B, in an abnormal or overloaded operating condition, at least one of the set of bridges 90 is such that at least one end 93 of the bumpers 92a, 92b is the radially outer or inner portion of the flexible ring gear 82. It is distorted to the point which contacts 74 and 76. In the illustrated example, when the bridge 90 is distorted, both bumpers 92a, 92b move to close the gap 94, thereby closing at least a portion of the set of slots 84 and the circumferential portion 86 into the tip portion 88. Separate from. The bumpers 92a and 92b limit and control the degree to which the bridge 90 is distorted. Bumpers 92a, 92b and corresponding gaps 94 are sized according to normal operating limits. The normal operating state includes the torque and speed when the engine 14 is started. The specifications for the air turbine starter 10 disclose the maximum speed and maximum torque or stall torque. The planetary gear system 44 may have a gearbox ratio and inlet conditions that are specific to the installed air turbine starter 10. The bumpers 92a and 92b function to prevent damage to the bridge 90, to transmit load from the planetary gear 48 through the flexible ring gear 82 to the gear box 42, and to prevent damage to the flexible ring gear 82. . In an overload operating condition, the flexible ring gear 82 functions like a conventional solid ring gear so that the load continues to be transmitted without the flexibility of the ring gear 46.
図5〜図8は、本明細書に記載の本開示の他の態様による可撓性リングギア182、282を示す。可撓性リングギア182、282は、可撓性リングギア82と同様であるため、同様の部分は、それぞれ100と200だけ増加した同様の数字で識別される。可撓性リングギア82の同様の部分の説明は、特に断らない限り、可撓性リングギア182、282に適用されることを理解されたい。 5-8 illustrate flexible ring gears 182, 282 according to other aspects of the present disclosure described herein. Since the flexible ring gears 182 and 282 are similar to the flexible ring gear 82, like parts are identified by like numbers increased by 100 and 200, respectively. It should be understood that the description of similar parts of the flexible ring gear 82 applies to the flexible ring gears 182, 282 unless otherwise noted.
図5に示すように、可撓性リングギア182は、可撓性リングギア182がギアボックス42に取り付けられる半径方向外側部分174を画定する本体196を有する。カンチレバー198は、本体196から軸方向に突出し、半径方向内側部分176の少なくとも一部を画定する。一組の遊星ギア148が、外側インターフェース180で可撓性リングギア182に動作可能に結合される。一組の遊星ギア148と噛合するように構成されたギア面178は、可撓性リングギア182の半径方向内側部分176に沿って軸方向に延びる。 As shown in FIG. 5, the flexible ring gear 182 has a body 196 that defines a radially outer portion 174 to which the flexible ring gear 182 is attached to the gear box 42. Cantilever 198 projects axially from body 196 and defines at least a portion of radially inner portion 176. A set of planetary gears 148 is operably coupled to the flexible ring gear 182 at the outer interface 180. A gear surface 178 configured to mate with a set of planetary gears 148 extends axially along the radially inner portion 176 of the flexible ring gear 182.
図6Aに示すように、カンチレバー198は、カンチレバー198および本体196が開始位置200において90度の角度θを形成するように、本体196から延びる。 As shown in FIG. 6A, the cantilever 198 extends from the body 196 such that the cantilever 198 and the body 196 form an angle θ of 90 degrees at the starting position 200.
図6Bを参照すると、カンチレバー198は、角度θが二次位置202に変化し得るような可撓性を与える。遊星ギア148(図5)は、角度θが二次位置202まで減少するようにカンチレバー198を押すことができる。角度θは、非限定的な例では、80〜90度の範囲であり得る。角度ひずみを許容することによって不均一な負荷を吸収するのに十分な角度は、80〜90度より大きくても小さくてもよいことが理解される。カンチレバー198は、遊星ギア148の同心性の歪みを吸収して、負荷が外側インターフェース180に均等に分配されるようにする。二次位置202は非限定的な例であり、ある範囲の位置に位置することができることを理解されたい。 Referring to FIG. 6B, the cantilever 198 provides flexibility such that the angle θ can change to the secondary position 202. The planetary gear 148 (FIG. 5) can push the cantilever 198 so that the angle θ decreases to the secondary position 202. The angle θ may be in the range of 80-90 degrees in a non-limiting example. It will be appreciated that the angle sufficient to absorb non-uniform loads by allowing angular distortion may be greater or less than 80-90 degrees. The cantilever 198 absorbs the concentric distortion of the planetary gear 148 so that the load is evenly distributed to the outer interface 180. It should be understood that the secondary location 202 is a non-limiting example and can be located in a range of locations.
図7において、第3の例示的な可撓性リングギア282は、一組の半径方向外側部分274a、274bが延びる本体296を含む。可撓性リングギア282は、半径方向外側部分274a、274bの両方でギアボックス42に取り付けられる。一組のカンチレバー298(図8)が、一組の半径方向外側部分274a、274bの間に軸方向に延びて空洞304を画定する。一組のカンチレバー298は、半径方向内側部分276の少なくとも一部を画定する。一組の遊星ギア248が、外側インターフェース280で可撓性リングギア282に動作可能に結合される。一組の遊星ギア248と噛合するように構成されたギア面278は、可撓性リングギア282の半径方向内側部分276に沿って軸方向に延びる。 In FIG. 7, a third exemplary flexible ring gear 282 includes a body 296 from which a set of radially outer portions 274a, 274b extend. The flexible ring gear 282 is attached to the gear box 42 at both the radially outer portions 274a, 274b. A set of cantilevers 298 (FIG. 8) extends axially between the set of radially outer portions 274a, 274b to define a cavity 304. The set of cantilevers 298 defines at least a portion of the radially inner portion 276. A set of planetary gears 248 are operably coupled to the flexible ring gear 282 at the outer interface 280. A gear surface 278 configured to mate with a set of planetary gears 248 extends axially along the radially inner portion 276 of the flexible ring gear 282.
図8に示すように、一組のカンチレバー298は、開始位置300において本体296と90度の角度α、βを各々形成する半径方向外側部分274a、274bの間に延びる。一組のカンチレバー298は、角度α、βが二次位置302に変化し得るような可撓性を与える。図示の例では、遊星ギア148(図5)は、角度βが二次位置302まで減少するようにカンチレバー198を押すことができる。角度α、βは、非限定的な例では、80〜90度の範囲であり得る。角度ひずみを許容することによって不均一な負荷を吸収するのに十分な角度は、80〜90度より大きくても小さくてもよいことが理解される。一組のカンチレバー298は、遊星ギア248の同心性の歪みを吸収して、負荷が外側インターフェース280に均等に分配されるようにする。図示の二次位置302は非限定的な例であり、カンチレバー298の一方または両方に生じ得ることを理解されたい。さらに、二次位置302は、ある範囲の位置にあってもよく、図示の二次位置302に限定されない。一組のカンチレバー298を用いて、可撓性リングギア282は、一組の遊星ギア248の負荷分配における軸方向可変性を提供する。 As shown in FIG. 8, a set of cantilevers 298 extends between a radially outer portion 274a, 274b that forms a 90 degree angle α, β with the body 296 at the starting position 300, respectively. A set of cantilevers 298 provides flexibility such that the angles α, β can change to the secondary position 302. In the illustrated example, the planetary gear 148 (FIG. 5) can push the cantilever 198 so that the angle β decreases to the secondary position 302. The angles α, β can range from 80 to 90 degrees in a non-limiting example. It will be appreciated that the angle sufficient to absorb non-uniform loads by allowing angular distortion may be greater or less than 80-90 degrees. A set of cantilevers 298 absorb the concentric distortion of the planetary gear 248 so that the load is evenly distributed to the outer interface 280. It should be understood that the illustrated secondary position 302 is a non-limiting example and can occur on one or both of the cantilevers 298. Further, the secondary position 302 may be in a range of positions and is not limited to the illustrated secondary position 302. With a set of cantilevers 298, the flexible ring gear 282 provides axial variability in the load distribution of the set of planetary gears 248.
有限要素解析では、可撓性リングギアは、ソリッドリングギアより半径方向に40〜50倍の撓みが認められた。可撓性リングギアと比較してソリッドリングギアの温度を測定する実験では、可撓性リングギアのランニング温度は、ソリッドリングギアより10〜15度低いままであった。この可撓性の増加および動作温度の低下は、より長い動作寿命およびより効率的に動作するスタータに変換され得る。 In the finite element analysis, the flexible ring gear was found to be bent 40 to 50 times in the radial direction than the solid ring gear. In experiments where the temperature of the solid ring gear was measured compared to the flexible ring gear, the running temperature of the flexible ring gear remained 10-15 degrees below that of the solid ring gear. This increased flexibility and lower operating temperature can be translated into a starter that operates longer and operates more efficiently.
ギア噛合の可撓性は、不均一な負荷分配に起因するギア歯のピーク負荷を低減し、ひいてはギアシステムの寿命を延ばす。特に不均一な負荷の低減は、遊星ギア軸受およびキャリア軸受を含む軸受システムおよび支持ギアボックス構成要素の寿命を延ばす。ギアボックス構成要素の磨耗が減少すると、他のスタータ構成要素に影響を与える可能性があるスタータのオイルにおける金属削りくずの蓄積もまた、低減される。さらに、本明細書に記載の遊星ギアシステムは、敏感な構成要素の負荷挙動がより予測可能であるためにギアボックスのマージンを低減することができるので、重量およびコストの節約をもたらし得る。 The gear meshing flexibility reduces the peak load on the gear teeth due to non-uniform load distribution and thus extends the life of the gear system. Particularly uneven load reduction extends the life of bearing systems and support gearbox components, including planetary and carrier bearings. As gearbox component wear is reduced, the accumulation of metal shavings in the starter oil that can affect other starter components is also reduced. In addition, the planetary gear system described herein can provide weight and cost savings because the load behavior of sensitive components can be more predictable and gearbox margins can be reduced.
既に説明されていない限りにおいて、様々な態様の異なる特徴および構造を、所望に応じて互いに組み合わせて使用することができる。ある特徴をすべての態様において示すことはできないという事実は、説明を簡潔にするためになされているにすぎず、それが不可能であるとの解釈を意味するものではない。したがって、新規な実施例が明白に記載されているか否かを問わず、新規な実施例を形成するように、異なる態様の様々な特徴を所望のように混合し適合させることができる。さらに、「一組の」種々の要素が説明されているが、「一組」は、ただ1つの要素を含む、任意の数のそれぞれの要素を含んでもよいことが理解されよう。本明細書に記載されている特徴の組合せまたは置換は、本開示によって包含される。 Unless already described, the different features and structures of the various embodiments can be used in combination with each other as desired. The fact that a feature cannot be shown in all aspects is merely for the sake of brevity and does not imply that it is impossible. Thus, various features of different aspects can be mixed and adapted as desired to form new embodiments, whether or not the new embodiments are explicitly described. Further, although a “set” of various elements has been described, it will be understood that a “set” may include any number of each element, including only one element. Combinations or substitutions of features described herein are encompassed by the present disclosure.
本明細書は、本発明の態様を最良の形態を含めて開示するとともに、あらゆるデバイスまたはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の態様の実施を当業者にとって可能にするために、実施例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図している。 This specification discloses aspects of the invention, including the best mode, and enables those skilled in the art to practice aspects of the invention, including making and using any device or system and performing any related methods. For this purpose, an embodiment is used. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. If such other embodiments have structural elements that do not differ from the wording of the claims, or include equivalent structural elements that do not materially differ from the language of the claims, It is intended to be within the scope of the claims.
10 スタータ
12 アクセサリギアボックス
14 タービンエンジン
16 ファン
18 高圧圧縮領域
20 燃焼チャンバ
22 高圧タービン領域
24 低圧タービン領域
26 動力テークオフ
30 ハウジング
32 入口
34 出口
36 流路
38 タービン部材
40 ギアトレイン
42 ギアボックス
44 遊星ギアシステム
46 リングギア
48 一組の遊星ギア
50 タービンシャフト
52 タービン軸受
53 キャリア軸受
54 ギアボックス内部
56 開口
57 遊星アーム
58 キャリアシャフト
58 回転シャフト
60 クラッチ
62 離間した軸受
64 駆動シャフト
65 出力シャフト
66 回転可能なシャフト
70 太陽ギア
72 内側インターフェース
74 半径方向外側部分
76 半径方向内側部分
78 ギア面
80 外側インターフェース
82 可撓性リングギア
84 一組のスロット
86 円周部分
88 先端部分
90 一組のブリッジ
91 屈曲部
92a バンパ
92b バンパ
93 端部
94 間隙
148 一組の遊星ギア
170 太陽ギア
172 内側インターフェース
174 半径方向外側部分
176 半径方向内側部分
178 ギア面
180 外側インターフェース
182 可撓性リングギア
196 本体
198 カンチレバー
200 開始位置
202 二次位置
248 一組の遊星ギア
274a 半径方向外側部分
274b 半径方向外側部分
270 太陽ギア
272 内側インターフェース
274a 半径方向外側部分
274b 半径方向外側部分
276 半径方向内側部分
278 ギア面
280 外側インターフェース
282 可撓性リングギア
296 本体
298 一組のカンチレバー
300 開始位置
302 二次位置
304 空洞
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Starter 12 Accessory gear box 14 Turbine engine 16 Fan 18 High pressure compression area 20 Combustion chamber 22 High pressure turbine area 24 Low pressure turbine area 26 Power take-off 30 Housing 32 Inlet 34 Outlet 36 Flow path 38 Turbine member 40 Gear train 42 Gear box 44 Planetary gear System 46 Ring gear 48 Set of planetary gears 50 Turbine shaft 52 Turbine bearing 53 Carrier bearing 54 Gearbox interior 56 Opening 57 Planetary arm 58 Carrier shaft 58 Rotating shaft 60 Clutch 62 Spacing bearing 64 Drive shaft 65 Output shaft 66 Rotating Shaft 70 Sun gear 72 Inner interface 74 Radially outer portion 76 Radially inner portion 78 Gear surface 80 Outer interface 82 Flexible ring gear 8 A set of slots 86 a circumferential portion 88 a tip portion 90 a set of bridges 91 a bend 92a a bumper 92b a bumper 93 an end 94 a gap 148 a set of planetary gears 170 a sun gear 172 an inner interface 174 a radially outer portion 176 a radially inner portion 178 Gear surface 180 Outer interface 182 Flexible ring gear 196 Body 198 Cantilever 200 Starting position 202 Secondary position 248 Set of planetary gears 274a Radial outer portion 274b Radial outer portion 270 Sun gear 272 Inner interface 274a Radial outer portion 274b Radial outer portion 276 Radial inner portion 278 Gear surface 280 Outer interface 282 Flexible ring gear 296 Body 298 Set of cantilevers 300 Starting position 302 Secondary position 304 Cavity
Claims (20)
入口(32)、出口(34)、および前記入口(32)と前記出口(34)との間に延びてガス流を通すための流路(36)を画定するハウジング(30)と、
前記ハウジング(30)内に軸支されて前記流路(36)内に配置され、機械的動力を前記ガス流から回転可能に抽出し、タービン出力シャフト(50)を有するタービン部材(38)と、
前記タービン出力シャフト(50)と駆動結合され、太陽ギア(70、170、270)と、前記ハウジング(30)に取り付けられたリングギア(46)と、前記太陽ギア(70、170、270)と前記リングギア(46)を動作可能に結合し、前記太陽ギア(70、170、270)は、前記タービン出力シャフト(50)に結合される一組の遊星ギア(48、148、248)とを含む遊星ギアシステム(44)と、
前記エンジン(14)に動作可能に結合されて共に回転するように構成された駆動シャフト(64)とを備え、
前記遊星ギアシステム(44)は、トルクを前記タービン出力シャフト(50)から前記駆動シャフト(64)に伝達し、前記リングギア(46)は、前記リングギア(46)と前記一組の遊星ギア(48、148、248)との間のインターフェース間で負荷を分配するように構成された可撓性リングギア(82、182、282)を備える、エアタービンスタータ(10)。 An air turbine starter (10) for an engine (14),
A housing (30) defining an inlet (32), an outlet (34), and a flow path (36) extending between the inlet (32) and the outlet (34) for passing a gas stream;
A turbine member (38) pivotally supported in the housing (30) and disposed in the flow path (36) to extract mechanical power from the gas stream rotatably and having a turbine output shaft (50); ,
A sun gear (70, 170, 270) coupled to the turbine output shaft (50), a ring gear (46) attached to the housing (30), and the sun gear (70, 170, 270); The ring gear (46) is operably coupled, and the sun gear (70, 170, 270) includes a set of planetary gears (48, 148, 248) coupled to the turbine output shaft (50). Including planetary gear system (44),
A drive shaft (64) operably coupled to the engine (14) and configured to rotate therewith,
The planetary gear system (44) transmits torque from the turbine output shaft (50) to the drive shaft (64), and the ring gear (46) includes the ring gear (46) and the set of planetary gears. An air turbine starter (10) comprising a flexible ring gear (82, 182, 282) configured to distribute a load between interfaces to (48, 148, 248).
前記太陽ギア(70、170、270)と噛合するように構成された一組の遊星ギア(48、148、248)と、
前記一組の遊星ギア(48、148、248)と噛合するように構成されたギア面(78、178、278)を画定する半径方向内側部分(76、176、276)および半径方向外側部分(74、174、274a、274b)を含む可撓性リングギア(82、182、282)であって、前記半径方向内側部分(76、176、276)は、一組のスロット(84)を介して前記半径方向外側部分(74、174、274a、274b)から離間され、前記可撓性リングギア(82、182、282)は、前記一組のスロット(84)の間に位置して前記半径方向内側部分(76、176、276)と前記半径方向外側部分(74、174、274a、274b)を結合する一組のブリッジ(90)を含む可撓性リングギア(82、182、282)とを備え、
前記一組のブリッジ(90)の少なくとも1つのブリッジ(90)は、前記一組の遊星ギア(48、148、248)の少なくとも1つからの負荷により歪曲するように構成される、遊星ギアシステム(44)。 Sun gear (70, 170, 270),
A set of planetary gears (48, 148, 248) configured to mesh with the sun gear (70, 170, 270);
A radially inner portion (76, 176, 276) and a radially outer portion () that define gear surfaces (78, 178, 278) configured to mesh with the set of planetary gears (48, 148, 248). 74, 174, 274a, 274b), wherein the radially inner portion (76, 176, 276) is routed through a set of slots (84). Spaced from the radially outer portion (74, 174, 274a, 274b), the flexible ring gear (82, 182, 282) is located between the pair of slots (84) and is positioned in the radial direction. Flexible ring gears (82, 18) including a set of bridges (90) that join inner portions (76, 176, 276) and said radially outer portions (74, 174, 274a, 274b). , 282) and equipped with a,
At least one bridge (90) of the set of bridges (90) is configured to be distorted by a load from at least one of the set of planetary gears (48, 148, 248). (44).
前記太陽ギア(70、170、270)と噛合するように構成された一組の遊星ギア(48、148、248)と、
出力に動作可能に結合され、前記一組の遊星ギア(48、148、248)と噛合するように構成されたギア面(78、178、278)を画定する半径方向内側部分(76、176、276)および半径方向外側部分(74、174、274a、274b)を含む可撓性リングギア(82、182、282)であって、前記半径方向内側部分(76、176、276)と前記半径方向外側部分(74、174、274a、274b)は、動作可能に結合され、前記半径方向内側部分(76、176、276)は、前記一組の遊星ギア(48、148、248)の少なくとも1つの遊星ギア(48、148、248)の移動による偏心を撓むことで吸収するように構成される可撓性リングギア(82、182、282)とを備える、遊星ギアシステム(44)。 A sun gear (70, 170, 270) operably coupled to the input;
A set of planetary gears (48, 148, 248) configured to mesh with the sun gear (70, 170, 270);
A radially inner portion (76, 176, operatively coupled to an output and defining a gear surface (78, 178, 278) configured to mate with the set of planetary gears (48, 148, 248) 276) and a radially outer portion (74, 174, 274a, 274b), the flexible ring gear (82, 182, 282) comprising the radially inner portion (76, 176, 276) and the radial direction Outer portions (74, 174, 274a, 274b) are operably coupled, and the radially inner portions (76, 176, 276) are at least one of the set of planetary gears (48, 148, 248). A planetary gear comprising: a flexible ring gear (82, 182; 282) configured to absorb the eccentricity caused by the movement of the planetary gear (48, 148, 248) by bending. The stem (44).
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